涂料及原料组合物、熔模铸造模壳及其制备方法、应用技术

本发明专利技术公开了一种涂料及原料组合物、熔模铸造模壳及其制备方法、应用。本发明专利技术的涂料的原料组合物，包括如下重量份数的各组分：100份硅溶胶、200～500份固体颗粒物和20～70份的磷酸二氢铝；其中，固体颗粒物包括硅铝系耐火材料和塑性材料，硅铝系耐火材料包括200～400目的粉料和10～60目的骨料，骨料、粉料和塑性材料的重量比为1:(1.5～3):(2.5～4)；硅溶胶中二氧化硅的粒径为20～40nm。本发明专利技术的涂料用于对大型精铸件的型壳进行加固，使得在常规型壳层数下大幅提升型壳强度、降低爆壳率，尤其适用于大型精铸件的铸造。用于大型精铸件的铸造。

【技术实现步骤摘要】
涂料及原料组合物、熔模铸造模壳及其制备方法、应用


[0001]本专利技术涉及一种涂料及原料组合物、熔模铸造模壳及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]熔模铸造工艺是用易熔材料(例如蜡料等)制成可熔性模型(简称熔模)，在其上涂挂若干层特制的耐火材料，经过干燥和硬化形成一个整体型壳，从型壳中熔掉可熔性模型，放入焙烧炉中高温焙烧，得到型壳，然后在型壳中浇注熔融金属而得到铸件。这种铸造工艺可以生产出精密复杂、接近产品最后形状、不加工或少加工就可以直接使用的金属零部件或精美工艺品，可用于制造飞机发动机的叶片、叶轮、喷嘴等形状复杂的耐热合金零件，也可应用于电子、仪表、医疗器械、体育用品、精密机械等领域。
[0003]随着熔模铸造技术的发展，精铸件正朝着“精、大、薄”的方向发展。国内的熔模铸造工艺使用的型壳生产的精铸件的普遍停留在200Kg以下，不适用于大型精铸件的铸造。做大型精铸件往往需要增加型壳的层数，否则型壳容易出现爆壳，钢水浇铸后出现漏钢现象。型壳层数的增加一方面降低了型壳的透气性，所制得的铸件容易因为表面气孔较多而使其性能受损；另一方面则大幅度提升铸造成本，同时延长生产周期。当前这一问题急需解决。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题在于克服了现有熔模铸造技术中型壳仅适用于中小型精铸件，大型精铸件的型壳容易出现爆壳；型壳层数增加导致透气性降低、铸件表面气孔增多，铸造成本提高、生产周期延长的缺陷，提供了一种涂料及原料组合物、熔模铸造模壳及其制备方法、应用。本专利技术的涂料用于对大型精铸件的型壳进行加固，使得在常规型壳层数下大幅提升型壳强度、降低爆壳率，尤其适用于大型精铸件的铸造。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
[0006]本专利技术提供了一种涂料的原料组合物，其包括如下重量份数的各组分：100份硅溶胶、200～500份固体颗粒物和20～70份的磷酸二氢铝；
[0007]其中，所述固体颗粒物包括硅铝系耐火材料和塑性材料，所述硅铝系耐火材料包括200～400目的粉料和10～60目的骨料，所述骨料、所述粉料和所述塑性材料的重量比为1:(1.5～3):(2.5～4)；所述硅溶胶中二氧化硅的粒径为20～40nm。
[0008]本专利技术中，所述原料组合物不包括水玻璃。
[0009]本专利技术中，所述固体颗粒物的重量份数较佳地为250～450份。
[0010]本专利技术中，所述硅铝系耐火材料可为本领域常规的含Al2O3的耐火材料，较佳地为Al2O3含量不低于20％的耐火材料，更佳地为莫来石、铝矾土、上店土、耐火黏土、工业氧化铝和刚玉中的一种或多种，进一步更佳地为莫来石。
[0011]本专利技术中，所述骨料可为本领域常规的满足如上所述粒径要求的硅铝系耐火材料，较佳地为莫来砂。
[0012]本专利技术中，所述骨料的粒径较佳地为10～30目，更佳地为16～30目或10～16目。
[0013]本专利技术中，所述粉料可为本领域常规的满足如上所述粒径要求的硅铝系耐火材料，较佳地为莫来粉。
[0014]本专利技术中，所述粉料的粒径较佳地为250～230目，更佳地为270～300目。
[0015]本专利技术中，所述塑性材料可为本领域常规的能增加浆料的可塑性的材料，较佳地为陶土。
[0016]本专利技术中，所述塑性材料的粒径可为本领域常规，较佳地为100～300目，更佳地为200目。
[0017]本专利技术的某些较佳实施例中，所述骨料、所述粉料和所述塑性材料的重量比较佳地为1:(1.9～2.1):(2.9～3.1)，更佳地为1:2:3。
[0018]本专利技术的某些较佳实施例中，所述骨料、所述粉料和所述塑性材料的重量比较佳地为1:(2.4～2.8):(3.3～4.3)，更佳地为1:(2.5～2.6):(3.5～4)。
[0019]本专利技术中，所述磷酸二氢铝可为本领域常规，一般地可为固态磷酸二氢铝和/或液态磷酸二氢铝，较佳地为液态磷酸二氢铝和固态磷酸二氢铝的混合物或者液态磷酸二氢铝，更佳地为液态磷酸二氢铝和固态磷酸二氢铝的混合物。
[0020]液态磷酸二氢铝和硅溶胶混合作为湿态粘结剂较固态磷酸二氢铝能进一步提高高温性能，采用液态磷酸二氢铝和固态磷酸二氢铝的混合物则在保证高温性能的同时能降低原材料成本。
[0021]其中，所述磷酸二氢铝为液态磷酸二氢铝和固态磷酸二氢铝的混合物时，所述液态磷酸二氢铝和所述固态磷酸二氢铝的用量比可为本领域常规，较佳地为2:(1～5)，更佳地为2:3。
[0022]本专利技术中，所述磷酸二氢铝的重量份数较佳地为30～50份。
[0023]本专利技术骨料、粉料、塑性材料以及磷酸二氢铝的用量为专利技术人经过大量实验研究得来，其用量超出本专利技术限定的用量范围，得到的涂料的强化效果会有明显的减弱，最终得到的熔模铸造模壳用于1吨钢水总量的精铸件铸造会发生爆壳。
[0024]本专利技术中，所述硅溶胶的浓度较佳地为25～40％，更佳地为30～35％。
[0025]专利技术人在研究中发现，上述浓度的硅溶胶制得的涂料的强度强化效果最好，浓度降低，得到的熔模铸造模壳的高温强度也会相应降低；但是过高浓度的硅溶胶的分散性会变差，得到的涂料的强化效果也会相应变差。
[0026]本专利技术中，所述硅溶胶中二氧化硅的粒径较佳地为20～30nm，更佳地为20～25nm或25～30nm。
[0027]本专利技术还提供了一种涂料的制备方法，其包括如下步骤：将如上所述的原料组合物的各组分混合、发酵即可。
[0028]本专利技术中，当所述磷酸二氢铝为液态磷酸二氢铝和固态磷酸二氢铝的混合物时，所述混合的方法较佳地为将所述液态磷酸二氢铝和所述硅溶胶混合得湿态粘结剂，所述固态磷酸二氢铝、所述硅铝系耐火材料和所述塑性材料混合得固态粘结剂，所述湿态粘结剂和所述固态粘结剂混合即可。
[0029]本专利技术中，所述混合后、所述发酵前较佳地还包括踩拌和/或手工摔打。
[0030]本专利技术中，所述发酵可采用本领域常规的方法进行，一般地放置即可。
[0031]其中，所述放置较佳地在保湿情况下进行。所述保湿可采用本领域常规的方法进
行，一般地将所述混合后所得的浆料用保鲜膜包裹即可。
[0032]本专利技术中，所述发酵的温度较佳地为20～40℃，更佳地为25～30℃。
[0033]本专利技术中，所述发酵的时间较佳地为18～32h，更佳地为20～28h，进一步更佳地为24h。
[0034]本专利技术还提供了一种由上述制备方法制得的涂料。
[0035]本专利技术还提供了一种如上所述的涂料在熔模铸造模壳中的应用。
[0036]本专利技术还提供了一种熔模铸造模壳，所述熔模铸造模壳包括型壳和附着在所述型壳外表面的加固层，所述加固层由如上所述的涂料经硬化、焙烧得到。
[0037]本专利技术中，所述加固层的厚度可为本领域常规，较佳地为3～8mm，更佳地为5mm。
[0038]本专利技术中，所述所述硬化的方法可为本领域常规本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涂料的原料组合物，其包括如下重量份数的各组分：100份硅溶胶、200～500份固体颗粒物和20～70份的磷酸二氢铝；其中，所述固体颗粒物包括硅铝系耐火材料和塑性材料，所述硅铝系耐火材料包括200～400目的粉料和10～60目的骨料，所述骨料、所述粉料和所述塑性材料的重量比为1:(1.5～3):(2.5～4)；所述硅溶胶中二氧化硅的粒径为20～40nm。2.如权利要求1所述的涂料的原料组合物，其特征在于，所述原料组合物不包括水玻璃；和/或，所述固体颗粒物的重量份数为250～450份；和/或，所述硅铝系耐火材料为Al2O3含量不低于20％的耐火材料，较佳地为莫来石、铝矾土、上店土、耐火黏土、工业氧化铝和刚玉中的一种或多种；和/或，所述骨料为莫来砂；和/或，所述骨料的粒径为10～30目，较佳地为16～30目或10～16目；和/或，所述粉料为莫来粉；和/或，所述粉料的粒径为250～230目，较佳地为270～300目；和/或，所述塑性材料为陶土；和/或，所述塑性材料的粒径为100～300目，较佳地为200目。3.如权利要求1所述的涂料的原料组合物，其特征在于，所述骨料、所述粉料和所述塑性材料的重量比为1:(1.9～2.1):(2.9～3.1)，较佳地为1:2:3；或者，所述骨料、所述粉料和所述塑性材料的重量比为1:(2.4～2.8):(3.3～4.3)，较佳地为1:(2.5～2.6):(3.5～4)。4.如权利要求1所述的涂料的原料组合物，其特征在于，所述磷酸二氢铝为液态磷酸二氢铝和固态磷酸二氢铝的混合物或者液态磷酸二氢铝，较佳地为液态磷酸二氢铝和固态磷酸二氢铝的混合物，其中所述液态磷酸二氢铝和固态磷酸二氢铝的重量比较佳地为2:(1～5)，更佳地为2:3；和/或，所述磷酸二氢铝的重量份数为30～50份；和/或，所述硅溶胶的浓度为25～40％，较佳地为30～35％；和/或，所述硅溶胶中二氧化硅的粒径为20～30nm，较...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓，
申请(专利权)人：上海中洲特种合金材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：